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平封頭應(yīng)力釋放槽區(qū)的應(yīng)力集中系數(shù)
平封頭與筒體連接區(qū)域,由于幾何不連續(xù)會在連接處引起附加彎矩與附加力,從而產(chǎn)生很大的局部應(yīng)力,為了降低邊緣應(yīng)力,減少應(yīng)力集中,提高疲勞強度,需要進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。工程上往往采用設(shè)置應(yīng)力釋放槽或過渡圓角的方法來降低局部應(yīng)力。
現(xiàn)行國內(nèi)外設(shè)計標(biāo)準中,GB150-2011、JB4732-1995以及ASME B&P CodeⅧ-3[規(guī)定了應(yīng)力釋放槽開槽處平板封頭的厚度不應(yīng)小于平板封頭所需厚度,EN13445-2009[4]中規(guī)定應(yīng)力釋放槽處平板封頭的厚度不小于與平板封頭連接的筒體的厚度,這些標(biāo)準對應(yīng)力釋放槽處平板封頭厚度的規(guī)定不同。
針對某一特定厚度的平板封頭和筒體,對具有不同應(yīng)力釋放槽深度的平板與筒體連接結(jié)構(gòu)進行有限元分析,探討槽深對結(jié)構(gòu)抗疲勞性能的影響,對不同標(biāo)準中規(guī)定的開槽處平板厚度進行了討論,推薦了確定該厚度的方法,但未得出開槽深度。至今還沒有適合工程應(yīng)用的應(yīng)力釋放槽半徑的確定方法。運用ANSYS軟件對帶應(yīng)力釋放槽的平封頭與筒體連接部位進行應(yīng)力分析,探索該處的應(yīng)力集中系數(shù)與平封頭厚度、筒體厚度及應(yīng)力釋放槽半徑的關(guān)系,為工程上確定應(yīng)力釋放槽的幾何尺寸提供指導(dǎo)。
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